信息存储领域中, 电子数据如何安全、高效的长期保存渐渐地成为了许多研究人员非常关注的一项课题。在大数据时代, 数据集容量[1]、增速和种类的快速增长, 在容量、开销、性能可靠性、能耗等多方面都给档案存储系统带来了极大的挑战。高性能光盘储介质, 特别是蓝光光盘和全息光盘的出现, 给光盘存储带来了一定的复兴。新一代拥有四层容量的蓝光光盘的存储容量已到100GB, 而下一代蓝光光盘的存储容量预计将达到500GB。光盘存储设备的高性价比和长寿命, 使得它渐渐成为长期电子数据保存的一个非常不错的选择。为了实现全自动光盘拷贝机的自动控制, 刻录和读取过程正确无误, 及时处理数据, 根据动作顺序, 把每个动作进行模块化, 然后编制程序总体结构, 把各个功能模块串联起来, 最后采用循环遍历的方式依次访问各个模块[1].系统主要由初始化模块、第一次运动模块、刻录完成模块和读取完成模块四个组成。
一、初始化模块
初始化模块包括对横向运动丝杠导轨轴1和竖直方向的丝杠导轨轴2的复位。根据两根轴的相对位置, 在后面的描述中把轴1叫做X轴, 把轴2叫做Z轴。程序设计的顺序是先在NI Motion Assistant中设置Z轴的复位, 然后是X轴的复位。经过复位运动之后, X轴和Z轴都到达运动零点。在这组动作中要完成的模块根据其实现的功能分为以下几个:X轴从原点到空白光盘储盒, Z轴触点开关动作, 电磁铁动作, Z轴从空白光盘存储盒到位1, 在这里设置的位1是一个夹持头在Z轴方向上升到一定高度但没到复位原点的高度的位置, 设置这个位置的目的是为了满足结构上光盘不至于与导轨干涉, 同时, 不用回到原点, 也节约了时间, 提高了效率。
Z轴触点开关动作实际上是先在Y轴方向向下运动, 当接受到接触开关的信号后, 停止向下运动。其程序如图1所示。电磁铁动作程序是根据电磁铁在上升沿动作, 先默认电磁铁相接的端口为低电位, 然后通过触点开关发出的信号改变簇中对应接口中为的值, 在这里, 是控制PCI-7344中数字输入/输出端口Digital I/O Connector中端口1Port1中的bit2, 因此是使控制端口簇中的第3位从F变为T, 即从地电位变为高电位, 电磁铁通电, 延时3s, 保持高电位3s。等夹持头向下进入到光盘内孔后改变簇中的相应接口bit2的值, 簇中第3位从T变为F, 让电位从高变为低, 电磁铁断电。在这个过程就实现了夹取动作。刻录机开仓程序与电磁铁动作程序类似, 只是二者的控制端口中的位不同, 电磁铁的控制端口是Port1中的bit2, 而刻录机的控制位为Port1中的bit0。根据开关信号的下降沿有效, 先将刻录机开关端口相连接的端口默认设置为低电位, 然后根据刻录机完成刻录后发出的信号来改变簇中的值把F改为T, 让电位从低变为高, 并保持3s。最后将簇中T变为F, 让电位变低。下降沿的出现就使刻录机执行开仓动作。
刻录机回仓程序与刻录机回仓程序相同, 因为回仓也是同样的下降沿可以让其产生回仓动作。只不过回仓是接收电磁铁动作完成所发的信号来改变相应Port中位的值, 产生下降沿来实现回仓动作。当完成各个动作的模块化编程后, 最后根据动作顺序图, 将执行各个功能的子模块通过顺序结构, 用帧来整合。为了各个模块的运行正常, 各动作之间不出现干涉, 在每两个模块之间加延时环节来保证程序的正常运行。
二、刻录机刻录完成模块
经过第一次运动模块后, 刻录机回仓, 把从计算机A收集的数据拷贝到光盘中, 夹持头在X轴方向的位置为刻录机托盘伸出的中心位置, Z轴位置为Z轴位置1。然后当刻录机完成刻录后, 发出刻录完成信号, 然后下面的动作就是刻录机完成模块要完成的动作。经过刻录机刻录完成模块后, 刻录机中放入了新的光盘, 而之前从刻录机中转到读取机中的光盘比新放入刻录机中的光盘的刻录先完成。将各模块编写好后, 根据动作顺序图, 将执行各个功能的子模块, 通过顺序结构用帧来整合。
三、总体运动程序
总体运动程序是由之前四个完成的模块在Lab VIEW中用顺序和循环结构编写而成的。程序框图如下所示, 在最外层是由顺序结构两帧组成。第一帧中是用于执行初始化程序和第一次动作的程序, 两个程序之间是用顺序结构的四幅帧间隔1s的延时组成。第二帧最外层是While循环, 它的循环次数取决于条件的变化, 当条件满足时就执行。这样就可以完成了整个光盘拷贝机动作。
四、结语
综上, 实现全自动光盘拷贝机的自动控制, 刻录和读取过程正确无误, 能够及时处理数据, 按照软件工程要求, 考虑到软件的开放性、扩展性, 本程序设计采用了模块化结构, 根据动作顺序, 把每个动作进行模块化, 然后编制程序总体结构, 把各个功能模块串联起来, 最后采用循环遍历的方式依次访问各个模块, 达到了设计的基本要求.
摘要：近年来, 由于单张光盘的存储容量大大增加, 光盘库相较于常见的存储设备如磁盘阵例、磁带库等价格性能优势越来越显露出来。光盘库作为一种存储设备已开始渐渐被运用于各个领域, 如银行的票据影像存储、保险机构的资料存储, 本论文对于在光盘库结构设计有一定参考价值.
关键词：光盘库,主控系统,以太网
参考文献
[1] 封杭.企业级光盘库介绍[J].记录媒体技术, 2009 (1) :50-52.
[2] 夏茂秋.光盘库系统研究与设计:[硕士学位论文][D].苏州:苏州大学, 2002.
[3] 徐晓宽.大型曲轴全纤维镦锻成型模拟试验机研制及其应用[D].天津:天津大学, 2010.
[4] 张铁牛.3_PRRU并联机器人运动仿真与控制系统设计[D].杭州:浙江理工大学, 2010.
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